石榴皮制取鞣花酸技術(shù)研究進展

高新鵬 張立華

摘要? ? 本文對近年來以石榴皮為原料制取鞣花酸的相關(guān)研究及其進展情況進行了綜述，歸納了相關(guān)的制取工藝及其優(yōu)缺點，對石榴皮鞣花酸的應(yīng)用前景進行簡要分析，以期為石榴皮的加工利用提供參考。

關(guān)鍵詞? ? 石榴皮;鞣花酸;提取

中圖分類號? ? Q946.8? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）14-0218-03

Abstract? ? In this paper， the research progress on the preparation of ellagic acid from pomegranate peel in recent years were reviewed， the relative preparation techniques and its advantages and disadvantages were summarized， the application prospect of ellagic acid from pomegranate peel was briefly analyzed， so as to provide references for the processing and utilization of pomegranate peel.

Key words? ? pomegranate peel; ellagic acid; extraction

鞣花酸是出現(xiàn)在諸多水果、干果如石榴、山核桃等植物組織中的一種天然多酚[1]，是沒食子酸的二聚衍生物[2]，而且以石榴皮中含量較多，其分子式為C14H6O8[3]（圖1）。研究發(fā)現(xiàn)，鞣花酸在大自然中多以縮合形式存在，而游離的鞣花酸通常以反式?jīng)]食子酸單寧的結(jié)構(gòu)存在[4]，且自然界中分布較少。鞣花酸純品呈黃色針狀晶體，熔點高于360 ℃，微溶于水、醇，溶于堿、吡啶，不溶于醚。鞣花酸與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng)呈藍色，遇硫酸呈黃色[5]，根據(jù)這些特性可初步對石榴皮提取液進行鞣花酸的鑒定。鞣花酸也易與鈣離子、鎂離子等金屬陽離子結(jié)合。

1? ? 石榴中的鞣花酸

石榴（Punica granatum L）屬于石榴科（Punicaceae）石榴屬（Punica L）植物石榴的果實，又稱若榴、天漿、安石榴等，為小喬木或落葉灌木[6]，果實屬于漿果。最早發(fā)源于中亞地區(qū)，如伊朗、阿富汗等。漢代時期經(jīng)絲綢之路才傳入我國并在我國種植[7]，在唐朝盛行。目前，我國有陜西臨潼、安徽懷遠、山東棗莊、四川會理、云南蒙自五大石榴產(chǎn)區(qū)[8]。石榴在大眾口中被稱贊為“超級水果”，其原因是石榴的各個部位均可作為藥物的原材料，而且還具有不同的藥理功能，在醫(yī)學(xué)上藥用價值較高[9]。石榴不僅具有預(yù)防和治療心腦血管的作用，而且對于癌癥和炎癥等一些疾病的作用效果也比較明顯，最主要的原因是其含有豐富的酚類物質(zhì)[10]，鞣花酸是其中之一，石榴中的鞣花酸具有抗氧化、抗癌變、抗誘變、抗突變、抗菌和抗病毒等作用。近年來，科學(xué)家對石榴鞣花酸的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)及含量測定等方面進行了研究，現(xiàn)已將其廣泛應(yīng)用于食藥、醫(yī)療以及化妝品等領(lǐng)域[11-12]。

2? ? 鞣花酸的生物活性

2.1? ? 抗氧化性

鞣花酸容易與金屬結(jié)合，而且可以與自由基反應(yīng)，這使鞣花酸具備抗氧化的功效，因而能夠作為氧化底物，保證物質(zhì)不被氧化。在食品加工和果酒熟化過程中就應(yīng)用了鞣花酸抗氧化的特性。除此之外，在日常食用油等的防氧化中，鞣花酸也被作為抗氧化劑來使用。與其他抗氧化劑相比，如丁基甲氧基苯或VE，鞣花酸具有與前者相同甚至更好的抗氧化性能。存在于哺乳動物線粒體和微粒體中的類脂化合物容易發(fā)生過氧化現(xiàn)象，鞣花酸及其衍生物對這一現(xiàn)象顯示出了良好的抑制活性[5]。對由于絲裂霉素、H2O2等因素引起的人機體細胞的損傷，鞣花酸的抗氧化性也對其有很好的抑制作用。

2.2? ? 抗癌活性

鞣花酸在抗癌、抗突變方面功效顯著，特別是對于前列腺癌、結(jié)腸癌、皮膚癌、肝癌、胰腺癌等有明顯的抑制效果[13]，并且鞣花酸還對多種致癌物質(zhì)比如多環(huán)芳胺等的生成具有阻礙作用。研究證實，鞣花酸在腸道的代謝物是尿石素類物質(zhì)，此類物質(zhì)可以抑制細胞的誘導(dǎo)分化和增殖，對于一些癌細胞的生長以及擴散都具有良好的抑制效果，可以作為抗癌藥物治療癌癥。

2.3? ? 毒性

研究結(jié)果表明，鞣花酸沒有毒性。Girolanli等[14]經(jīng)過試驗證實，靜脈注射鞣花酸對人體無毒害作用，也沒有出現(xiàn)血液凝集的現(xiàn)象。當(dāng)鞣花酸以不同濃度注入到雄性大鼠和雌性大鼠時，試驗期間的大鼠沒有出現(xiàn)病理學(xué)變化以及死亡的現(xiàn)象[15]。

2.4? ? 其他作用

鞣花酸不僅能使脂肪細胞的表達受到抑制，而且還能抑制脂肪酸合成酶的活性，從而降低脂肪的形成[15]。這一功能可以用于治療肥胖或者一些相關(guān)疾病。鞣花酸能夠減輕紫外線照射皮膚后皮膚中產(chǎn)生的一些色素沉淀，可以用來防止由于紫外線的輻射所造成的一些皮膚類疾病[16]。鞣花酸還可以減短出血時間，具備良好的凝血作用，在醫(yī)學(xué)臨床上作為一種凝血劑[5]來使用，具有很好的凝血效果。除上述功能之外，鞣花酸還能夠抑制多種微生物。另外，鞣花酸具有抑制艾滋病病毒的作用[5]。

3? ? 石榴皮中鞣花酸的制備方法

石榴皮是石榴去除果肉部分后，經(jīng)干燥去除水分之后而得的果皮，質(zhì)地較硬并且干脆，斷裂面略顯棕黃色，呈顆粒狀排布。石榴皮性酸，味澀，有止血、澀腸、殺蟲之功能，有大量的多酚類物質(zhì)存在于石榴皮中。石榴皮中還含有鞣花酸、沒食子酰雙內(nèi)酯等多種物質(zhì)。石榴皮在醫(yī)藥保健、食品加工等行業(yè)中被廣泛使用[17-18]。彭海燕等[19]對石榴各部位的多酚含量進行測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，石榴皮中鞣花酸含量最高。然而，不同的試驗方法得到的鞣花酸產(chǎn)率不同。

3.1? ? 化學(xué)分解法制備

3.1.1? ? 單一酸水解法。單一酸水解法通常以石榴皮為原料，將石榴皮粉末經(jīng)有機溶劑提取石榴皮單寧，將石榴皮單寧經(jīng)有機酸水解，水解產(chǎn)物即為鞣花酸。吳興付等[20]采用在常壓下恒溫加熱的方式通過酸水解石榴皮單寧來制備鞣花酸。李海霞等[21]利用薄層掃描法測定了鞣花酸的含量，通過4因素3水平正交試驗方法，考察溶劑類型、溶劑用量、提取時間、提取次數(shù)對鞣花酸提取率的影響。結(jié)果表明，鞣花酸的提取率達15.56 %。

3.1.2? ? 超聲萃取-酸水解法。超聲波可以增加分子運動速度和頻率，從而使石榴皮單寧更快進入溶劑，增大了單寧的提取率。通過浸提出石榴皮單寧，在無機酸的作用下可以酸解生成鞣花酸，從而提高了鞣花酸提取率[22]。通過超聲萃取和酸水解兩者協(xié)同，邸幼軍等[23]用石榴皮為原料，在60 ℃、1.5 mol/L鹽酸條件下經(jīng)過30 min的水解，鞣花酸的最大得率達到4.3%。楊笑笑等[24]采用乙醇水溶液（3∶2），通過超聲浸提，浸提物用石油醚萃取，除去其中的脂溶性物質(zhì)，然后使用乙酸乙酯萃取，經(jīng)過多次萃取得到的萃取物通過酸水解法水解制備鞣花酸，在制備過程中使用毛細管電泳法監(jiān)控水解歷程，最終鞣花酸的提取率高達32.7%。鄧小莉等[25]以40%乙醇水溶液為溶劑，經(jīng)溫度60 ℃、超聲處理40 min后棄去濾渣，保持相同溫度用1 mol/L鹽酸水解1 h來制取鞣花酸，提取率可達18.07%。與單一酸水解法處理比較，此法提取率更高。

3.1.3? ? 高溫高壓下水解法。常溫常壓下鞣花酸提取率較低。徐加喜等[26]研究探索在高溫高壓的新條件下制取鞣花酸。試驗反應(yīng)儀器采用高壓蒸汽滅菌鍋，以保證高溫高壓條件。結(jié)果表明，在溫度115 ℃、壓強169 kPa的高溫高壓條件下，用6%硫酸水解2 h，鞣花酸的得率達到3.09%，與常溫常壓提取相比，產(chǎn)率提高了25.10%?？梢?，在高溫高壓條件下水解石榴皮單寧制備鞣花酸試驗可行。這一方法對于鞣花酸的制備具有一定的參考價值，為改進生產(chǎn)制備鞣花酸的工藝提供了相應(yīng)的技術(shù)依據(jù)。

3.1.4? ? 超聲波—微波協(xié)同堿水解。郭葉瑩等[27]在20%乙醇、1% NaOH、料液比50∶1、提取溫度80 ℃、時間25 min條件下用超聲波—微波協(xié)同堿水解的方法提取石榴皮中的鞣花酸，得率為26.45%，所得鞣花酸純度為65.83%。此方法設(shè)備簡單、操作簡便、短時高效。

3.2? ? 化學(xué)合成法制備

利用沒食子酸或沒食子酯氧化聚合制備鞣花酸。在化學(xué)上，通過過氧化物酶的催化，可將沒食子酸（酯）轉(zhuǎn)化生成鞣花酸[5]（圖2、3）。此種生成鞣花酸的方法，可使產(chǎn)率達到20%～30%，但是因為沒食子酸（酯）的生產(chǎn)過程非常復(fù)雜，并且其獲得的產(chǎn)物中還摻雜有一種醌類物質(zhì)，使分離純化出鞣花酸具有一定的困難，故目前很少使用此法進行鞣花酸的生產(chǎn)。

3.3? ? 生物方法制備

以固態(tài)發(fā)酵作為試驗的基本方法，用蔓越橘、馬蹄參等作為原材料，借助黑曲霉、假絲酵母等真菌進行發(fā)酵，可獲得鞣花酸[28]。但因為原料中單寧含量較少，所以產(chǎn)量低，而且后期鞣花酸分離、純化也具有一定的困難。張曉麗利用石榴皮作為原料采用固態(tài)發(fā)酵技術(shù)制備鞣花酸，采用黑曲霉作為菌種，在菌種接種量1×106個、料水比1∶1.5、溫度28 ℃、發(fā)酵時間4 d的條件下，得到鞣花酸的提取率為6.719%。利用生物方法制備產(chǎn)率較低，不適合工業(yè)生產(chǎn)。

用石榴皮制取鞣花酸，并對各種方法進行比較，見表1。研究認為，水解法是當(dāng)今生產(chǎn)鞣花酸的主流方法，并仍在不斷探索研究?；瘜W(xué)法因其產(chǎn)率或操作的繁瑣程度而較少有人使用。生物法的產(chǎn)率低，需要進行進一步的開發(fā)研究，提高產(chǎn)率。

4? ? 鞣花酸的前景及開發(fā)應(yīng)用

對于鞣花酸的研究，國外從20世紀50年代就已經(jīng)開始進行，在80年代左右就已經(jīng)進入了臨床試驗階段。目前，醫(yī)學(xué)研究著重于鞣花酸的凝血和抗癌功能2個方面，而關(guān)于鞣花酸的其他生理以及機理方面的研究日益受到重視。醫(yī)藥廠利用鞣花酸在抗突變、抗癌變等方面的功能，可以開發(fā)出藥品、保健品以及抗癌藥物等應(yīng)用到市場中。利用鞣花酸的抗氧化能力可防止食用油、油酸甲酯、脂肪的氧化，并且其沒有毒性，能夠呈現(xiàn)出和VE等相同甚至更好的功能，完全可以將其作為食品添加劑的原料，制作出新型抗氧化劑來投入使用，在食品行業(yè)中具有較好的應(yīng)用前景。綜合來看，鞣花酸的生理作用以及其機理研究正逐漸受到人們的重視，在國內(nèi)外具有良好的發(fā)展前景。

5? ? 參考文獻

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